Comme alternative à ces 22 missiles air-air, le F-15X pourra transporter 8 missiles de ce type et 28 bombes aériennes guidées GBU-39 de haute précision. À titre de comparaison, le F-15SA de l'Arabie Saoudite est conçu pour transporter 10 missiles air-air.
La structure de l'aile intérieure, les contrôles, le radar APG-82 avec antenne active phased array, le système de vidéosurveillance électronique et le système de recherche et de suivi infrarouge singularisera cet avion par rapport la majorité des F-15. Le pilote du chasseur recevra un casque avec le système JHMCS (Joint Helmet-Mounted Cueing System) de la deuxième génération.
The Drive note que l'US Air Force est «très sérieuse» en remplaçant les chasseurs F-15C et F-15D de quatrième génération apparus dans les années 1970 par le F-15X. Les nouveaux avions doivent servir d'appui-feu aux chasseurs F-35 de cinquième génération, qui sont difficilement repérables, mais qui transportent un plus petit ensemble d'armes.